#include <vector>
#include <queue>
#include <iostream>
#include <string>

#define NUM 5

// 描述一个线程信息的结构体
struct thread_data
{
    pthread_t tid;          // 线程 id
    std::string threadname; // 线程的名字,这里是自己定义的
};

template <class T>
class ThreadPool
{
private:
    std::vector<thread_data> _threads; // 存放线程的数组
    std::queue<T> _task;               // 任务队列

    pthread_mutex_t _mutex; // 互斥锁 ，保持发送任务和处理任务的互斥
    pthread_cond_t _cond;   // 条件变量

    static ThreadPool<T> *tp_;  // 单例模式， 提供一个静态的线程池
    static pthread_mutex_t lock_;  //  该锁保持 申请线程池的互斥 ，避免申请过多的线程池对象

public:
    // 加锁
    void Lock()
    {
        pthread_mutex_lock(&_mutex);
    }
    // 解锁
    void Unlock()
    {
        pthread_mutex_unlock(&_mutex);
    }

    // 唤醒条件变量
    void Wakeup()
    {
        pthread_cond_signal(&_cond);
    }

    // 等待条件变量
    void ThreadSleep()
    {
        pthread_cond_wait(&_cond, &_mutex);
    }

    // 判断任务队列是否为空
    bool IsQueueEmpty()
    {
        return _task.empty();
    }

    // 获取线程的名字
    std::string GetThreadName(pthread_t tid)
    {
        // 遍历整个线程数组
        for (const auto &ti : _threads)
        {
            if (ti.tid == tid)
                return ti.threadname;
        }
        return "None";
    }

private:
    // 初始化锁和条件变量
    ThreadPool(int num = NUM)
        : _threads(NUM)
    {
        pthread_mutex_init(&_mutex, nullptr);
        pthread_cond_init(&_cond, nullptr);
    }

    // 销毁锁和条件变量
    ~ThreadPool()
    {
        pthread_mutex_destroy(&_mutex);
        pthread_cond_destroy(&_cond);
    }

    ThreadPool(const ThreadPool<T> &) = delete;
    const ThreadPool<T> &operator=(const ThreadPool<T> &) = delete;
public:
    // 线程执行任务
    static void *Headler(void *args)
    {
        ThreadPool<T> *tp = static_cast<ThreadPool<T> *>(args);
        std::string name = tp->GetThreadName(pthread_self());

        while (true)
        {
            // 线程之间会同步互斥的拿到对应的任务
            tp->Lock();

            while (tp->IsQueueEmpty())
            {
                tp->ThreadSleep();
            }
            T t = tp->Pop();
            tp->Unlock();

            // 处理任务的过程不加锁
            t.run();
            std::cout << "thread name : " << name << " 结果等于 : " << t.GetResult() << std::endl;
        }
    }

    // 创造线程
    void CreatThreads()
    {
        int num = _threads.size();
        for (int i = 0; i < num; i++)
        {
            _threads[i].threadname = "thread-" + std::to_string(i + 1);
            pthread_create(&_threads[i].tid, nullptr, Headler, this);
        }
    }

    //发送任务 到 任务队列
    void Push(const T &in)
    {
        // 发布任务需要加锁，生产者保持互斥
        Lock();

        _task.push(in);

        Wakeup();
        Unlock();
    }

    // 线程拿到任务队列中的任务
    T Pop()
    {
        T t = _task.front();
        _task.pop();
        return t;
    }

    //获取线程池对象
    static ThreadPool<T> *GetInstance()
    {
        if (nullptr == tp_) // 申请锁也需要空间，所以当线程池对象已经存在了，就没必要再申请锁了。
        {
            pthread_mutex_lock(&lock_);
            if (nullptr == tp_)
            {
                std::cout << "线程对象创造成功" << std::endl;
                tp_ = new ThreadPool<T>();
            }
            pthread_mutex_unlock(&lock_);
        }

        return tp_;
    }
};

template <class T>
ThreadPool<T> *ThreadPool<T>::tp_ = nullptr;

template <class T>
pthread_mutex_t ThreadPool<T>::lock_ = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;